JP7183080B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、感光体の表面にトナーを供給してトナー像を現像する画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置では、帯電させた感光体の表面にトナーを供給してトナー像を形成し、用紙などへ転写している。このような画像形成装置に用いられる現像装置では、感光体と現像ローラとを当接させてニップ部を形成しており、現像ローラ上のトナーは、ニップ部を介して感光体側へと一部が移動し、未現像のトナーは、現像ローラ上に残る。現像装置では、開口部にシールなどを設けており、内部のトナーが外部に漏れるのを防いでいるが、現像ローラ上のトナーが、シールに触れて飛散することがあった。そこで、トナーの飛散を防ぐための技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４－２３８５４８号公報

特許文献１に記載の現像装置は、現像ローラと接触し、現像ケース内部のトナーが外側に漏れるのを防ぐための入口シールと、入口シールによってかき取られる現像ローラ上の未現像トナーを収容する収容領域とを有している。

ところで、上述した現像装置では、現像ローラと入口シールとが接触する範囲について考慮されておらず、現像ローラと入口シールとが接触しない部分が存在する可能性がある。現像ローラと入口シールとが接触しない部分では、未現像のトナーがかき取られずに溜まってしまい、トナーの飛散を招いて、装置の汚染が激しくなる恐れがある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、トナーの飛散を抑制し、装置内での汚染を避けることができる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、感光体の表面にトナーを供給してトナー像を現像する画像形成装置であって、軸回りで回転する感光体と、前記感光体の周面に接し、前記感光体に付着したトナーをかき取るクリーニングブレードと、前記感光体の回転方向において、前記クリーニングブレードを間に挟むように配置され、前記クリーニングブレードにかき取られて飛散したトナーを閉じ込める空間を形成する複数の清掃補助部材とを備え、前記感光体は、軸方向での長さが前記クリーニングブレードより長く、前記軸方向での端部において、前記クリーニングブレードと面していない露出領域が設けられ、前記清掃補助部材は、前記感光体の周面と隙間を介して配置され、前記感光体における前記軸方向の中央に面する中央対向部と、前記感光体の前記露出領域に対して面する端部対向部とを有し、前記端部対向部は、前記中央対向部よりも、前記感光体の周面に対する隙間が広いことを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置は、前記端部対向部と前記中央対向部との間には、前記感光体の周面に対する隙間が徐々に変位する傾斜部が設けられている構成としてもよい。

本発明に係る画像形成装置では、前記端部対向部は、前記露出領域よりも前記軸方向での中央側を含む範囲に面して設けられている構成としてもよい。

本発明に係る画像形成装置では、前記清掃補助部材は、前記感光体の回転方向において、前記クリーニングブレードよりも上流側に設けられたトナー受けシートを含む構成としてもよい。

本発明に係る画像形成装置では、前記清掃補助部材は、前記感光体の回転方向において、前記クリーニングブレードよりも下流側に設けられたサイドシートを含む構成としてもよい。

本発明によると、クリーニングブレードによってトナーがかき取られない露出領域では、隙間を広くした端部対向部を清掃補助部材に設けて、トナーの除去具合を変えることで、トナーの飛散を抑制し、装置内での汚染を避けることができる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 感光体ドラムの周辺の構造を示す概略側面図である。 クリーニングブレードおよび清掃補助部材の端部近傍を拡大して示す要部拡大図である。 サイドシートと感光体ドラムとの端部近傍を抜き出して示す模式説明図である。 トナー受けシートと感光体ドラムとの端部近傍を抜き出して示す模式説明図である。

以下、本発明の実施の形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置１は、露光装置１１、現像装置１２、感光体ドラム１３、クリーナ装置１４、帯電器１５、中間転写ベルト装置１６、定着装置１７、給紙トレイ１８、排紙トレイ１９、および用紙搬送経路Ｓを備える構成とされており、外部から伝達された画像データに応じて、所定の用紙に対して多色および単色の画像を形成する。

画像形成装置１において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。従って、現像装置１２、感光体ドラム１３（感光体の一例）、帯電器１５、クリーナ装置１４は、各色に応じた４種類の潜像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられ、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローに設定され、これらによって４つの画像ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが構成されている。

感光体ドラム１３は、画像形成装置１の略中央に配置されている。帯電器１５は、感光体ドラム１３の表面（周面）を所定の電位に均一に帯電させる。露光装置１１は、感光体ドラム１３の表面を露光して静電潜像を形成する。現像装置１２は、感光体ドラム１３の表面の静電潜像を現像して、感光体ドラム１３の表面にトナー像を形成する。上述した一連の動作によって、各感光体ドラム１３の表面に各色のトナー像が形成される。クリーナ装置１４は、現像および画像転写の後に感光体ドラム１３の表面の残留トナーを除去および回収する。なお、感光体ドラム１３の周辺の構造については、後述する図２を参照して、詳細に説明する。

中間転写ベルト装置１６は、感光体ドラム１３の上側に配置され、中間転写ベルト２１、中間転写ベルト駆動ローラ２２、中間転写ベルト従動ローラ２３、中間転写ローラ２４、および中間転写ベルトクリーニング装置２５を備えている。なお、中間転写ローラ２４は、ＹＭＣＫ用の各色の画像ステーションに対応して４本設けられている。

中間転写ベルト駆動ローラ２２、中間転写ベルト従動ローラ２３、および中間転写ローラ２４は、中間転写ベルト２１を張架して、中間転写ベルト２１の表面を所定方向（図中矢符Ｃ方向）に移動させるように構成されている。

中間転写ベルト２１は、矢符Ｃの方向へ周回移動し、中間転写ベルトクリーニング装置２５によって残留トナーを除去および回収され、各感光体ドラム１３の表面に形成された各色のトナー像が順次転写して重ね合わされて、中間転写ベルト２１の表面にカラーのトナー像が形成される。

画像形成装置１は、転写ローラ２６ａを含む２次転写装置２６をさらに備えている。転写ローラ２６ａは、中間転写ベルト２１との間にニップ域が形成されており、用紙搬送経路Ｓを通じて搬送されて来た用紙をニップ域に挟み込んで搬送する。用紙は、ニップ域を通過する際に、中間転写ベルト２１の表面のトナー像が転写される。

給紙トレイ１８は、画像形成に使用する用紙を蓄積しておくためのトレイであり、露光装置１１の下側に設けられている。また、排紙トレイ１９は、画像形成装置１の上側に設けられており、画像形成済みの用紙を載置するためのトレイである。

用紙搬送経路Ｓは、Ｓ字状に設けられた主経路Ｓ１と、主経路Ｓ１の途中で分岐して再合流する反転経路Ｓ２とを備え、主経路Ｓ１に沿って、ピックアップローラ３１、レジスト前ローラ３３、レジストローラ３２、２次転写装置２６、定着装置１７、および排紙ローラ３４が配置されている。反転経路Ｓ２は、定着装置１７と排紙ローラ３４との間から分岐し、複数の搬送ローラ３５を経由してレジスト前ローラ３３とレジストローラ３２との間に再合流する。

ピックアップローラ３１は、給紙トレイ１８の端部近傍に備えられ、給紙トレイ１８から用紙を１枚ずつ用紙搬送経路Ｓに供給する呼び込みローラである。レジストローラ３２は、給紙トレイ１８から搬送されている用紙を一旦保持し、感光体ドラム１３上のトナー像の先端と用紙の先端とを合わせるタイミングで用紙を転写ローラ２６ａに搬送する。レジスト前ローラ３３は、用紙の搬送を促進補助するための小型のローラである。

定着装置１７は、ベルト定着方式とされており、２つのローラにベルトが巻き掛けられ、ベルトを介して押圧するローラがさらに設けられている。定着装置１７では、未定着のトナー像が形成された用紙を受け取り、ベルトを介したローラとローラとの間に、用紙を挟み込んで搬送する。定着後の用紙は、排紙ローラ３４によって排紙トレイ１９上に排出される。

また、用紙の表面だけでなく、裏面に画像形成を行う場合は、用紙を排紙ローラ３４から反転経路Ｓ２へと逆方向に搬送して、用紙の表裏を反転させ、用紙をレジストローラ３２へと再度導き、表面と同様にして裏面に画像形成を行い、用紙を排紙トレイ１９へと搬出する。

次に、感光体ドラム１３の周辺の構造について、図２を参照して説明する。

図２は、感光体ドラムの周辺の構造を示す概略側面図である。

図２では、画像形成装置１のうち、１つの感光体ドラム１３の近傍を抜き出して示している。感光体ドラム１３は、回転軸１３ａの端部が支持されており、軸回り（図２では、回転方向Ｒ：時計回り）に回転する。感光体ドラム１３の近傍では、感光体ドラム１３の周面が、中間転写ベルト２１を介して中間転写ローラ２４に面する転写位置を始点にすると、回転方向Ｒに沿って、クリーナ装置１４、帯電器１５、および現像装置１２の順に配置されている。また、帯電器１５と現像装置１２との間には、露光装置１１から照射されるレーザ光の露光位置が設けられている。

つまり、感光体ドラム１３は、転写位置において、中間転写ローラ２４へトナー像を転写した後、回転方向Ｒへ回転すると、クリーナ装置１４によって、表面の残留トナーが回収され、帯電器１５によって表面が帯電される。そして、露光位置を通過する際に、感光体ドラム１３の表面に静電潜像が形成された後、現像装置１２の現像ローラ１２ａによって、トナーを供給してトナー像が形成され、再度、転写位置に到達する。なお、画像形成を終了する際は、感光体ドラム１３の回転を停止するなどして、一連の動作を適宜取り止めればよい。

クリーナ装置１４では、感光体ドラム１３の表面のトナーに干渉する部材として、クリーニングブレード４０と２つの清掃補助部材ＳＨ（トナー受けシート６０およびサイドシート５０）とが設けられている。クリーニングブレード４０は、感光体ドラム１３の周面に接して設けられており、感光体ドラム１３に付着した残留トナーをかき取る。クリーニングブレード４０によってかき取ったトナーは、トナー回収部１４ａによって、図示しない廃トナーボックスへ搬送される。トナー受けシート６０は、回転方向Ｒにおいて、クリーニングブレード４０よりも上流側に設けられており、感光体ドラム１３の周面に対し、僅かな隙間を介して面している。サイドシート５０は、回転方向Ｒにおいて、クリーニングブレード４０よりも下流側に設けられており、感光体ドラム１３の周面に対し、僅かな隙間を介して面している。

次に、感光体ドラム１３の端部近傍でのクリーニングブレード４０、トナー受けシート６０、およびサイドシート５０の形状について、図３を参照して説明する。

図３は、クリーニングブレードおよび清掃補助部材の端部近傍を拡大して示す要部拡大図である。

図３は、感光体ドラム１３の回転軸１３ａに沿った軸方向Ｗでの端部近傍を拡大しており、感光体ドラム１３の側から、クリーナ装置１４を見た状態を示している。なお、図３では、図面の見易さを考慮して、感光体ドラム１３を透視的に示し、感光体ドラム１３の外形を二点鎖線で表している。

感光体ドラム１３は、回転軸１３ａの端部が軸支持部１３ｂに支持されている。軸支持部１３ｂに対して、感光体ドラム１３の軸方向Ｗでの隙間は、できるだけ小さいことが好ましい。この隙間を小さくすることで、感光体ドラム１３を軸方向Ｗに長くすることができ、画像形成装置１の小型化を図りつつ、対応可能な用紙の大判化を図ることができる。なお、図３では、軸方向Ｗでの一方の端部のみ示しているが、他方の端部近傍も同様の形状とされていてもよい。

クリーニングブレード４０は、図３における上端が、感光体ドラム１３に接するブレード先端４１とされている。サイドシート５０は、図３における上端が、感光体ドラム１３に面するサイドシート先端５１とされている。トナー受けシート６０は、図３における下端が、感光体ドラム１３に面するトナー受けシート先端６１とされている。

感光体ドラム１３は、軸方向Ｗでの長さがクリーニングブレード４０より長く、軸方向Ｗでの端部において、クリーニングブレード４０と面していない露出領域ＲＡが設けられている。以下では説明のため、感光体ドラム１３とクリーニングブレード４０とが面する部分を清掃領域ＣＡと呼ぶことがある。図３では、感光体ドラム１３の軸方向Ｗでの端部に沿った直線を第１補助線ＨＬ１として示し、クリーニングブレード４０の軸方向Ｗでの端部に沿った直線を第２補助線ＨＬ２として示している。

クリーニングブレード４０の端部では、部材が途切れているため、他の部材との繋ぎ目からトナーが漏れ出す虞がある。そこで、モケットをクリーニングブレード４０に押し付け密着させることで、隙間を埋めてトナー漏れを防いでいる。また、クリーニングブレード４０を長くすると、保持するフレームなどと直接接触し、トナーが漏れる隙間が生じてしまう。このように、クリーニングブレード４０の長さについては制約があり、容易に変更できないため、異なる方法で露出領域ＲＡへの対策が必要とされていた。

トナー受けシート６０およびサイドシート５０（清掃補助部材ＳＨ）は、軸方向Ｗでの長さが感光体ドラム１３と略同じとされている。ここで、清掃補助部材ＳＨは、清掃領域ＣＡに対して面する中央対向部と、露出領域に対して面する端部対向部とを有し、端部対向部は、中央対向部よりも、感光体ドラム１３の周面に対する隙間が広くなっている。

次に、トナー受けシート６０およびサイドシート５０の端部近傍における形状と感光体ドラム１３に対する隙間との関係について、図４および図５を参照して説明する。

図４は、サイドシートと感光体ドラムとの端部近傍を抜き出して示す模式説明図である。

図４では、感光体ドラム１３の周面のうち、サイドシート先端５１に対して、最も距離が近い部分を示している。サイドシート５０は、中央対向部に相当するサイドシート中央部５２と、端部対向部に相当するサイドシート端部５３と、サイドシート中央部５２とサイドシート端部５３との間に設けられたサイドシート傾斜部５４と、軸方向Ｗでの端部に設けられた角傾斜部５５とを有する。

具体的に、サイドシート中央部５２での先端は、軸方向Ｗに沿って延びており、感光体ドラム１３の周面に対して、最も隙間が小さい部分となっている。サイドシート端部５３は、露出領域ＲＡよりも軸方向Ｗでの中央側（図４では、左側）を含む範囲に面して設けられており、露出領域ＲＡと清掃領域ＣＡとの境界に跨って設けられている。サイドシート端部５３での先端は、軸方向Ｗに沿って延びており、サイドシート中央部５２よりも、感光体ドラム１３の周面に対する隙間が大きくなっている。サイドシート傾斜部５４での先端は、サイドシート中央部５２側からサイドシート端部５３側に向かうに従って（図４では、右方向）、感光体ドラム１３の周面に対する隙間が大きくなるように傾斜している。角傾斜部５５での先端は、軸支持部１３ｂ側に向かうに従って（図４では、右方向）、感光体ドラム１３の周面に対する隙間が大きくなるように傾斜している。

このように、傾斜部（サイドシート傾斜部５４）を設けることで、端部対向部と中央対向部との境界に急峻な角を設けない構造とすることができる。つまり、角には、力が集中するなどして、破損やトナーの飛散が生じやすい傾向があるので、これを避けることが望ましい。なお、図４では、サイドシート傾斜部５４および角傾斜部５５が直線的に傾斜した構造を示したが、これに限定されず、湾曲させるなどして、丸みを帯びた傾斜としてもよい。

図５は、トナー受けシートと感光体ドラムとの端部近傍を抜き出して示す模式説明図である。

図５では、感光体ドラム１３の周面のうち、トナー受けシート先端６１に対して、最も距離が近い部分を示している。トナー受けシート６０は、中央対向部に相当するトナー受けシート中央部６２と、端部対向部に相当するトナー受けシート端部６３と、トナー受けシート中央部６２とトナー受けシート端部６３との間に設けられたトナー受けシート傾斜部６４とを有する。

具体的に、トナー受けシート中央部６２での先端は、軸方向Ｗに沿って延びており、感光体ドラム１３の周面に対して、最も隙間が小さい部分となっている。トナー受けシート傾斜部６４およびトナー受けシート端部６３での先端は、軸支持部１３ｂ側に向かうに従って（図５では、右方向）、感光体ドラム１３の周面に対する隙間が大きくなるように傾斜しており、トナー受けシート傾斜部６４とトナー受けシート端部６３とが、同じ傾きで傾斜している。つまり、トナー受けシート６０では、トナー受けシート傾斜部６４とトナー受けシート端部６３とが、一体となった幅の広い傾斜部とされている。この幅の広い傾斜部は、露出領域ＲＡよりも軸方向Ｗでの中央側（図５では、左側）を含む範囲に面して設けられており、露出領域ＲＡと清掃領域ＣＡとの境界に跨っている。

上述したように、クリーニングブレード４０によってトナーがかき取られない露出領域ＲＡでは、隙間を広くした端部対向部（サイドシート端部５３およびトナー受けシート端部６３）を清掃補助部材ＳＨに設けて、トナーの除去具合を変えることで、トナーの飛散を抑制し、装置内での汚染を避けることができる。

また、端部対向部は、感光体ドラム１３とクリーニングブレード４０とが接する清掃領域ＣＡの端部を含む範囲に面している。清掃領域ＣＡと露出領域ＲＡとの境界では、トナーの付着量が大幅に異なり、トナーが局所的に溜まっていることが懸念されるので、清掃補助部材ＳＨでのトナーの除去を減らして、トナーの飛散を避けている。

本実施の形態において、清掃補助部材ＳＨは、２つ設けられ、感光体ドラム１３の回転方向Ｒにおいて、クリーニングブレード４０を間に挟むように配置されている。従って、清掃補助部材ＳＨを複数設けて、クリーニングブレード４０を間に挟むことで、クリーニングブレード４０によってかき取ったトナーを、清掃補助部材ＳＨで挟まれた空間に閉じ込めることができる。

なお、今回開示した実施の形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。

１ 画像形成装置
１１ 露光装置
１２ 現像装置
１３ 感光体ドラム（感光体の一例）
１３ａ 回転軸
１３ｂ 軸支持部
１４ クリーナ装置
１５ 帯電器
２１ 中間転写ベルト
２４ 中間転写ローラ
４０ クリーニングブレード
４１ ブレード先端
５０ サイドシート
５１ サイドシート先端
５２ サイドシート中央部
５３ サイドシート端部
５４ サイドシート傾斜部
５５ 角傾斜部
６０ トナー受けシート
６１ トナー受けシート先端
６２ トナー受けシート中央部
６３ トナー受けシート端部
６４ トナー受けシート傾斜部
ＣＡ 清掃領域
ＲＡ 露出領域
ＳＨ 清掃補助部材
Ｒ 回転方向
Ｗ 軸方向

Claims (5)

1. 感光体の表面にトナーを供給してトナー像を現像する画像形成装置であって、
   軸回りで回転する感光体と、
   前記感光体の周面に接し、前記感光体に付着したトナーをかき取るクリーニングブレードと、
   前記感光体の回転方向において、前記クリーニングブレードを間に挟むように配置され、前記クリーニングブレードにかき取られて飛散したトナーを閉じ込める空間を形成する複数の清掃補助部材とを備え、
   前記感光体は、軸方向での長さが前記クリーニングブレードより長く、前記軸方向での端部において、前記クリーニングブレードと面していない露出領域が設けられ、
   前記清掃補助部材は、前記感光体の周面と隙間を介して配置され、前記感光体における前記軸方向の中央に面する中央対向部と、前記感光体の前記露出領域に対して面する端部対向部とを有し、
   前記端部対向部は、前記中央対向部よりも、前記感光体の周面に対する隙間が広いこと
   を特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置であって、
   前記端部対向部と前記中央対向部との間には、前記感光体の周面に対する隙間が徐々に変位する傾斜部が設けられていること
   を特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の画像形成装置であって、
   前記端部対向部は、前記露出領域よりも前記軸方向での中央側を含む範囲に面して設けられていること
   を特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１つに記載の画像形成装置であって、
   前記清掃補助部材は、前記感光体の回転方向において、前記クリーニングブレードよりも上流側に設けられたトナー受けシートを含むこと
   を特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１つに記載の画像形成装置であって、
   前記清掃補助部材は、前記感光体の回転方向において、前記クリーニングブレードよりも下流側に設けられたサイドシートを含むこと
   を特徴とする画像形成装置。

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